（中职）氯碱PVC生产工艺及设备0绪论教学课件.ppt

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1、正版可修改PPT课件（中职）氯碱PVC生产工艺及设备0绪论教学课件氯碱氯碱PVCPVC生产工艺及设备生产工艺及设备绪绪 论论图书信息图书信息1氯碱氯碱PVC生产工艺及设备生产工艺及设备周国保周国保 丁惠平主编丁惠平主编教育部中职规划教材教育部中职规划教材化工化学专业适用化工化学专业适用化学工业出版社化学工业出版社内容提要内容提要2一、氯碱工业生产现状及发展趋势一、氯碱工业生产现状及发展趋势 二、二、PVCPVC生产现状及发展趋势生产现状及发展趋势 一、氯碱工业生产现状及发展趋势一、氯碱工业生产现状及发展趋势31.氯碱工业及其现状氯碱工业是以食盐为原料，用电解法生产烧碱(氢氧化钠)、氯气、氢气和

2、由此生产一系列氯产品（如盐酸、高氯酸钾、次氯酸钙、光气、二氧化氯等）的无机化学工业。烧碱主要用于氧化铝、粘胶纤维、造纸、染料等行业。一、氯碱工业生产现状及发展趋势一、氯碱工业生产现状及发展趋势41.氯碱工业及其现状2011年全国烧碱总产能到已达3412万吨/年，其中离子膜法烧碱产能3035万吨/年，隔膜法烧碱产能377万吨/年；隔膜法烧碱产能仅占10%，并呈逐年减少趋势；在全国180家主要氯碱企业中，烧碱产能30万吨/年的氯碱企业30家，占17%，合计产能达到1432吨/年，占42%。2012年全国烧碱总产能达3736万吨，其中离子膜法烧碱产能为3407万吨。2013年全国烧碱(折100%)累

3、计总产量2854万吨，主要产区为山东、江苏，以及新疆，内蒙古、河南、浙江、天津、四川、河北等地。一、氯碱工业生产现状及发展趋势一、氯碱工业生产现状及发展趋势52.氯碱工业电解方法及比较氯碱工业电解方法有三种，即水银法、隔膜法和离子膜法。从设备投资看，离子膜法比水银法节省约10%15%，比隔膜法节省约15%25%；从生产能耗看，离子膜法比水银法可节约20%25%，比隔膜法可节约10%15%；从出槽碱浓度看，目前离子膜法出槽NaOH浓度为30%35%，预计今后出槽NaOH浓度将会达到40%50%；隔膜法的NaOH浓度为10%左右、浓度低（且综合消耗高）；水银法的NaOH浓度达到40%50%（但是有

4、水银污染）。综上所述，离子膜制碱比其他两种方法有着明显的优势。一、氯碱工业生产现状及发展趋势一、氯碱工业生产现状及发展趋势63.氯碱工业产品及主要用途氯碱工业产品及主要用途，如图0-1所示。一、氯碱工业生产现状及发展趋势一、氯碱工业生产现状及发展趋势图0-1 氯碱工业产品及主要用途7一、氯碱工业生产现状及发展趋势一、氯碱工业生产现状及发展趋势84.氯碱工业生产特点及发展趋势(1)(1)氯碱工业生产特点氯碱工业生产特点 第一，电解槽组装灵活、方便；第二，需要可靠的整流技术支撑；第三，对电解原料食盐水的精制要求高；第四，在生产烧碱的同时需要其他后续装置配合，如氯处理装置、氢处理装置、氯化氢合成装置

5、等；第五，在生产烧碱的同时必须考虑氯的平衡与转化；第六，几乎所有装置能实现连续化生产。一、氯碱工业生产现状及发展趋势一、氯碱工业生产现状及发展趋势94.氯碱工业生产特点及发展趋势(2)(2)氯碱工业发展趋势氯碱工业发展趋势 第一，离子膜制碱技术具有设备占地面积小、能连续生产、生产能力大、产品质量高、能适应电流波动、能耗低、污染小等优点，是氯碱工业发展的方向，并向高电流效率、高的出槽碱浓度和低的含盐量方向发展；第二，原料选择从原盐向精制工业盐过渡。若选择精制工业盐，则盐水精制过程负荷轻、精制费用低、排污少；第三，装置规模或产能仍呈大型化趋势，如烧碱产能新疆天业100万吨/年，山东金岭80万吨/年

6、，新疆化学（泰兴）75万吨/年，新疆中泰化学70万吨/年、山东海力70万吨/年、上海氯碱69万吨/年等。二、二、PVCPVC生产现状及发展趋势生产现状及发展趋势101.PVC工业现状PVC是聚氯乙烯的英文缩写，PVC在世界上为第二大通用合成树脂，其年产量仅次于聚乙烯，2010年PVC产量和消费量约3547万吨，占世界合成树脂总消费量的29%。PVC在我国为第一大通用合成树脂，2013年消费量估计1400万吨。从产能看，2010年世界PVC总产能5037万吨/年，对比当年的消费量呈产能过剩；2013年我国PVC总产能达到2455万吨/年，对比当年的消费量也同样面临产能过剩。尽管国内PVC产能过剩

7、，但每年仍有一定数量的PVC进口，当然是性能特殊、国内生产少的型号，如食品卫生级PVC（氯乙烯残留量不大于510-6）、医用级无毒PVC（氯乙烯残留量不大于110-6）等。二、二、PVCPVC生产现状及发展趋势生产现状及发展趋势112.PVC生产特点(1)(1)原料路径与特点原料路径与特点 PVC生产的原料路径主要有煤（焦炭）-电石-乙炔法PVC、天然气-乙炔法PVC，以及石油-乙烯氧氯化法PVC等三条，如图0-2所示。目前，世界上多采用石油-乙烯氧氯化法PVC，该路径自动化程度高，尤其没有废渣处理问题。我国则以煤（焦炭）-电石-乙炔法PVC为主，2013年我国煤（焦炭）-电石-乙炔法PVC产

8、能2001万吨/年，占总产能的81.5%，该路径适合我国尤其我国主要产煤区用于PVC装置建设。另外，有的文献中提到“第四条”原料路径进口VCM法PVC，但该路径不算是单独的原料路径，从溯源看仍属于石油-乙烯氧氯化法PVC。二、二、PVCPVC生产现状及发展趋势生产现状及发展趋势122.PVC生产特点(1)(1)原料路径与特点原料路径与特点 PVC生产的原料路径有三条。图0-2 PVC生产主要的三条原料路径二、二、PVCPVC生产现状及发展趋势生产现状及发展趋势132.PVC生产特点(2)(2)聚合方法与特点聚合方法与特点 PVC生产的聚合方法主要有悬浮聚合法、本体聚合法、乳液聚合法和溶液聚合法

9、等四种。溶液聚合法基本不被用于生产PVC，而前三种方法对应PVC产品在我国PVC总产量中所占比重分别为90%以上、5%以下、4%以下。二、二、PVCPVC生产现状及发展趋势生产现状及发展趋势142.PVC生产特点(2)(2)聚合方法与特点聚合方法与特点 悬浮聚合法悬浮聚合法用水做分散剂且水用量较大，单体氯乙烯以液滴状悬浮于水，用油性引发剂且溶于单体中，聚合过程间歇操作且一步完成，聚合产物需要离心脱水、气流干燥与沸腾床干燥才能得到产品。产品分紧密型和疏松型，前者吸增塑剂量较小一般用于加工硬塑制品，后者吸增塑剂量较大一般用于加工软塑制品。二、二、PVCPVC生产现状及发展趋势生产现状及发展趋势15

10、2.PVC生产特点(2)(2)聚合方法与特点聚合方法与特点 本体聚合法本体聚合法不用任何分散剂，油性引发剂溶于单体主体，聚合过程间歇操作、分两步完成，聚合产物颗粒较大，需要破碎过筛才能得到合格产品，但不需要脱水干燥处理过程，产品吸增塑剂量小一般用于加工硬塑制品，但制品很多性能比悬浮法PVC加工的制品好。乳液聚合法乳液聚合法用水做分散剂且水用量较少，单体氯乙烯在搅拌与乳化剂作用下形成乳液，采用水性引发剂，聚合过程分为乳液种子聚合法和乳液连续聚合法两种工艺，聚合产物经喷雾脱水可得到产品。产品属于糊状树脂，吸增塑剂量大，一般用加工人造革、雨衣布等。二、二、PVCPVC生产现状及发展趋势生产现状及发展

11、趋势163.PVC3.PVC工业发展趋势工业发展趋势(1)(1)原料路径趋势原料路径趋势 在我国煤资源丰富，而石油资源不足，煤（焦炭）-电石-乙炔法PVC仍将是我国PVC生产的首先的原料路径。从布局看，我国PVC工业有向新疆、内蒙等新兴煤产区集中趋势。在煤（焦炭）-电石-乙炔法PVC的原料路径中，电石制乙炔的废渣处理将得到进一步重视。二、二、PVCPVC生产现状及发展趋势生产现状及发展趋势173.PVC3.PVC工业发展趋势工业发展趋势(2)(2)聚合方法趋势聚合方法趋势 悬浮聚合法、本体聚合法、乳液聚合法往往由产品型号要求决定。悬浮聚合法的产品最通用，因而悬浮聚合法是PVC聚合方法中最主要的

12、聚合方法，该法的趋势除聚合釜大型化外，从提高生产效率看有向连续聚合发展趋势，从丰富产品型号提高产品性能看有的已采用微悬浮聚合、有的采用分段悬浮聚合。二、二、PVCPVC生产现状及发展趋势生产现状及发展趋势183.PVC3.PVC工业发展趋势工业发展趋势(3)(3)聚合产品趋势聚合产品趋势型号多样化型号多样化 通过改进工艺丰富产品型号。微悬浮聚合的产品性能介于乳液聚合法PVC与悬浮聚合法疏松型PVC之间。分段悬浮聚合可使产品颗粒更细，吸油性更好。二、二、PVCPVC生产现状及发展趋势生产现状及发展趋势193.PVC3.PVC工业发展趋势工业发展趋势(3)(3)聚合产品趋势聚合产品趋势性能高端化性

13、能高端化 近些年，PVC价格对比PE（聚乙烯）、PP（聚丙烯）价格，有明显优势，取代PE、PP的部分应用是PVC行业追求。例如，生产更多食品卫生级PVC，会使PVC（取代PE）在食品包装中应用占据更大比重；生产热稳定性好的PVC，则在制品加工中少用热稳定剂（或开发无毒热稳定剂），PVC在供水管（取代PP）中应用将会有更大市场。不过也有禁区即使食品卫生级PVC也不能用于制造饮用饮料用吸管。二、二、PVCPVC生产现状及发展趋势生产现状及发展趋势203.PVC3.PVC工业发展趋势工业发展趋势(3)(3)聚合产品趋势聚合产品趋势优势互补化优势互补化 由于单一PVC在加工使用中性能限制，因而可在聚合中加入乙烯、丙烯、醋酸乙烯酯、偏二氯乙烯、丙烯腈和丙烯酸酯类等单体，形成氯乙烯共聚物，利用与其他单体共聚的互补优势来提高产品性能。当然，也可在PVC加工中形成聚氯乙烯共混物来提高制品的性能。